Was Sie über die schwache Kraft wissen müssen

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Die schwache Atomkraft ist eine der vier fundamentale Kräfte der Physik durch die Teilchen zusammen mit der starken Kraft, der Schwerkraft und dem Elektromagnetismus miteinander interagieren. Im Vergleich zu beiden Elektromagnetismus und die starke Atomkraft, die schwache Atomkraft hat eine viel schwächere Intensität, weshalb sie den Namen schwache Atomkraft hat. Die Theorie der schwachen Kraft wurde erstmals 1933 von Enrico Fermi vorgeschlagen und war zu dieser Zeit als Fermis Wechselwirkung bekannt. Die schwache Kraft wird durch zwei Arten von Messgeräten vermittelt Bosonen: das Z-Boson und das W-Boson.

Beispiele für schwache Kernkraft

Die schwache Interaktion spielt eine Schlüsselrolle in radioaktiver Zerfall, die Verletzung sowohl der Paritätssymmetrie als auch der CP-Symmetrie und die Veränderung des Geschmacks von Quarks (wie beim Beta-Zerfall). Die Theorie, die die schwache Kraft beschreibt, heißt Quantengeschmacksdynamik (QFD), analog zu Quantenchromodynamik (QCD) für die starke Kraft und Quantenelektrodynamik (QFD) für die elektromagnetische Kraft Macht. Die elektro-schwache Theorie (EWT) ist das populärere Modell der Kernkraft.

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Die schwache Kernkraft wird auch als schwache Kraft, schwache Kernwechselwirkung und schwache Wechselwirkung bezeichnet.

Eigenschaften der schwachen Wechselwirkung

Die schwache Kraft unterscheidet sich von den anderen Kräften, weil:

  • Es ist die einzige Kraft, die die Paritätssymmetrie (P) verletzt.
  • Es ist die einzige Kraft, die die Ladungsparitätssymmetrie (CP) verletzt.
  • Es ist die einzige Interaktion, die eine Art von ändern kann Quark in einen anderen oder seinen Geschmack.
  • Die schwache Kraft wird von Trägerteilchen mit signifikanten Massen (etwa 90 GeV / c) übertragen.

Die Schlüsselquantenzahl für Teilchen in der schwachen Wechselwirkung ist eine physikalische Eigenschaft, die als schwaches Isospin bekannt ist entspricht der Rolle, die der elektrische Spin bei der elektromagnetischen Kraft und die Farbladung bei der starken Kraft spielt. Dies ist eine konservierte Größe, was bedeutet, dass jede schwache Wechselwirkung am Ende der Wechselwirkung eine gesamte Isospinsumme aufweist, wie dies zu Beginn der Wechselwirkung der Fall war.

Die folgenden Partikel haben ein schwaches Isospin von +1/2:

  • Elektron Neutrino
  • Myon Neutrino
  • Tau Neutrino
  • Quark
  • Charme Quark
  • Top Quark

Die folgenden Partikel haben ein schwaches Isospin von -1/2:

  • Elektron
  • Myon
  • Tau
  • Quark runter
  • seltsamer Quark
  • unterer Quark

Das Z-Boson und das W-Boson sind beide viel massiver als die anderen Messbosonen, die die anderen Kräfte vermitteln (die Photon für Elektromagnetismus und das Gluon für die starke Kernkraft). Die Partikel sind so massiv, dass sie unter den meisten Umständen sehr schnell zerfallen.

Die schwache Kraft wurde zusammen mit der elektromagnetischen Kraft als eine einzige elektroschwache Grundkraft vereinigt, die sich bei hoher Energie manifestiert (wie sie in Teilchenbeschleunigern zu finden ist). Diese Vereinigungsarbeit erhielt 1979 den Nobelpreis für Physik und weitere Arbeiten zum Nachweis, dass die mathematische Grundlagen der elektroschwachen Kraft wurden renormiert und 1999 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet Physik.

Bearbeitet von Anne Marie Helmenstine, Ph. D.

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